電機輻射噪聲的案例
新能源汽車驅動電機電磁噪聲仿真與應用
作為汽車上主要噪聲源之一的發動機被電機替代，主要噪聲來源和噪聲頻譜特性也發生了改變：
圖2 燃油車和電動車噪聲頻譜圖
從頻譜圖上可以看出：
傳統的燃油車的噪聲問題：
主要噪聲能量集中在2000Hz以下；
主要噪聲與發動機階次相關，如發動機的2階，4階等；
存在潛在的共振問題，在低頻下會產生轟鳴聲Booming。
電動車的噪聲問題：
主要噪聲能量的頻率更高；
主要噪聲與電機階次相關，24階，48階等；
存在潛在的共振問題，在低頻下會產生轟鳴聲Booming；
存在高頻開關頻率噪聲。
與傳統的燃油車相比，沒有了發動機噪聲、進排氣噪聲，從總聲壓級上來說，較傳統的燃油車相比，會小一些，但是由于其存在著高頻的電機噪聲，會產生比較差的聲品質，影響車內乘客的乘坐舒適性，傳統燃油車和電動車噪聲的噪聲頻譜圖如下圖所示。
圖3 傳統燃油車和電動車噪聲頻譜圖對比
電機噪聲主要包括以下幾類：
圖4 電機主要噪聲源
電機電磁噪聲；該部分噪聲主要由電機的電機激勵引起的結構輻射噪聲。電機在正常工作情況下，由于轉子切割磁感線，使得電機定子及轉子端存在電磁力，從而激勵其定子振動，進而該振動通過定子傳遞到兩端蓋，進而向外輻射噪聲；
電機風扇噪聲；由于電機工作情況下，需要對其產生的熱量進行散熱，因此電機往往附帶有風扇對其進行冷卻，風扇在旋轉的過程中，葉片產生的氣動噪聲也直接向外輻射，影響整個電機的噪聲水平；
電機結構噪聲；電機轉子在正常工作情況下，由于結構動不平衡及偏心安裝、以及電機轉子端的電磁力會通過軸承傳遞給結構殼體，引起結構殼體振動，進而向外輻射噪聲。
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作為汽車上主要噪聲源之一的發動機被電機替代，主要噪聲來源和噪聲頻譜特性也發生了改變：
圖2 燃油車和電動車噪聲頻譜圖
從頻譜圖上可以看出：
傳統燃油車的噪聲問題：
主要噪聲能量集中在2000Hz以下；
主要噪聲與發動機階次相關，如發動機的2階，4階等；
存在潛在的共振問題，在低頻下會產生轟鳴聲Booming。
電動車的噪聲問題：
主要噪聲能量的頻率更高；
主要噪聲與電機階次相關，24階，48階等；
存在潛在的共振問題，在低頻下會產生轟鳴聲Booming；
存在高頻開關頻率噪聲。
與傳統的燃油車相比，沒有了發動機噪聲、進排氣噪聲，從總聲壓級上來說，較傳統的燃油車相比，會小一些，但是由于其存在著高頻的電機噪聲，會產生比較差的聲品質，影響車內乘客的乘坐舒適性，傳統燃油車和電動車噪聲的噪聲頻譜圖如下圖所示。
圖3 傳統燃油車和電動車噪聲頻譜圖對比
電機噪聲主要包括以下幾類：
圖4 電機主要噪聲源
電機電磁噪聲：該部分噪聲主要由電機的電機激勵引起的結構輻射噪聲。電機在正常工作情況下，由于轉子切割磁感線，使得電機定子及轉子端存在電磁力，從而激勵其定子振動，進而該振動通過定子傳遞到兩端蓋，進而向外輻射噪聲；
電機風扇噪聲：由于電機工作情況下，需要對其產生的熱量進行散熱，因此電機往往附帶有風扇對其進行冷卻，風扇在旋轉的過程中，葉片產生的氣動噪聲也直接向外輻射，影響整個電機的噪聲水平；
電機結構噪聲：電機轉子在正常工作情況下，由于結構動不平衡及偏心安裝、以及電機轉子端的電磁力會通過軸承傳遞給結構殼體，引起結構殼體振動，進而向外輻射噪聲。
展開 多相電機噪聲：電機噪聲的產生與輻射
轉子不平衡引起轉子振動和偏心，進而激發定子、轉子和支撐結構振動而輻射噪聲。電機中常用的軸承類型有滾動軸承和滑動軸承。
滾動軸承產生的噪聲主要取決于軸承零件的加工精度、外圈的固有頻率、轉速、潤滑條件、公差、對中、載荷、溫度和異物的侵入等。
滑動軸承的噪聲通常要比滾動軸承小。滑動軸承的噪聲主要與滑動表面的粗糙度、潤滑、軸承中油膜的穩定性和渦動特性、制造工藝、質量和安裝等因素有關。
1.3.3 空氣動力噪聲
電機中的空氣動力噪聲主要來源（見第7章）是風扇。空氣流經途中的任何障礙都會產生噪音。在開式電機中，內部的風扇噪聲由通風口直接輻射出來。在全閉式電機中，外部風扇是主要噪聲源。
根據風扇噪聲的頻譜分布，存在寬帶噪聲（100～10000Hz）和汽笛聲（單頻噪聲）。通過增加葉輪與擋風板之間的距離，可以消除汽笛聲。
文章來源：融聲奇科技
展開 基于PERA SIM的機床主軸電機輻射聲場分析
機床電機振動輻射噪聲分析是由結構振動產生聲音，需要考慮聲場與振動的耦合。主軸電機工作時接觸工件受到了反作用力，引起了電機振動，該振動過程可以在PERA SIM Mechanical中完成，獲得電機殼體表面的壓力，該壓力通過映射處理，按用戶自定義的方式作為電機聲壓邊界，在AcousticBEM中完成振動聲輻射分析；邊界設置如下圖所示：
進入“任務”模塊，完成分析頻率范圍、求解方法、空間范圍的設置。
本案例分析頻率與結構分析的頻率范圍一致，選擇2904Hz到3060Hz按4Hz等間隔遞增；主軸電機振動聲輻射這種小規模求解計算問題，空間范圍在問題定義中設置為全空間，求解方法選擇快速自適應交叉方法；聲學邊界面及場面的高斯積分點選擇9，提高聲學積分結果的精度。求解設置如下圖所示：
3.計算結果分析
PERA SIM后處理
可以查看電機表面及球形外聲場的聲壓實部值和虛部值、以及聲壓Magnitude、聲壓級SPL（dB）等結果。
展開 
Actran助力汽車全頻率段聲學響應預測與優化
工程案例
某電驅動供應商將Actran噪聲仿真引入開關磁阻電機設計流程中，通過優化電流控制來改善電磁徑向力，最終降低電機輻射噪聲。
某整車廠引入Actran建立阻尼材料的車輛輕量化與NVH性能綜合評估能力，通過仿真優化與測試驗證在某車型上阻尼的使用量減少25%以上。
某整車廠針對路噪采用Actran進行地板阻尼和地毯聲學包優化設計，車內噪聲均值降低5%。
電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
噪聲分析
在 Workbench 的 Analysis System 窗口中，選擇Harmonic Acoustic建立噪聲分析模塊，如下圖所示。
圖9 噪聲分析流程圖
對電機定子建立外流場模型，形狀可以自行定義。然后將諧響應分析的速度分布導入流場模型中定子外表面部分，并設定聲場分析邊界條件，如下所示。
圖10 導入諧響應速度分布
圖11 噪聲分析邊界條件
圖12 SPL分布圖
6. 結論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎上還可以進行多轉速分析以及對電機參數進行優化分析。
文章來源：易仿真
展開 電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
8）噪聲體設置。如圖56所示，工具欄中單擊Acoustic Body命令，在彈出的窗口中做如下設置：
在Geometry欄中選擇兩個幾何實體，此時在Geometry欄中將顯示2Bodies；
在Mass Density欄中輸入1.0241；
在Sound欄中輸入343.24。
圖55 分析設置 圖56 噪聲體設置
9）如圖57所示，在extsurf流固耦合表面導入速度邊界條件，在Source Bodies中選擇All選項。
圖57 速度邊界
10）如圖58所示，在outer表面設置為輻射表面。
圖58 輻射邊界
11）經過有限元計算后如圖59所示為0度相角的聲壓壓強分布。
12）如圖60所示為0度相角的聲壓級分布。
圖59 聲壓 圖60 聲壓級
13）示通過修改計算因子得到A記權的聲壓級如圖61所示。
圖61 A記權聲壓級
4.結論
本操作案例僅介紹了如何在ANSYS Workbench平臺上，通過Maxwell電磁模塊與Mechanical模塊進行電機的電磁結構噪聲仿真的操作流程，對電機實際結構進行仿真計算時需要充分考慮電機的結構特點。
文章來源：西莫電機論壇
展開 整車電機振動噪聲：某混合動力汽車電機噪聲分析和降噪設計
2．2 電機噪聲的抑制措施及效果
該電機轉子有8極，在轉子每極增加3個小槽。增加小槽改善了磁通。通過CAE仿真得出的定子和轉子相互作用徑向力幅值對比(48階，在6250r／rain時)見圖7。
對于8極48槽3相電機來說，只需計算第1槽和第2槽2個槽的轉子和定子之間的徑向力．其他46齒與2齒有共同規律。計算結果見圖8和圖9。
從圖8和圖9可見徑向力明顯減小了。通過噪聲測試發現表面振速幅值降低約37％．通過測試其噪聲水平也大幅降低。
雖然激振頻率還是5000Hz。但是由于48階的徑向力和總的徑向力大幅度下降，振動能量降低了，定子殼體表面振動輻射的聲壓級也大幅下降，最終降低了噪聲輻射水平，達到了改善聲品質的目的。
3 結論
文中通過試驗和仿真相結合對開發過程中電機高頻噪聲過大問題進行正向設計，通過優化轉子結構，降低了轉子定子徑向力激振力。最終提升了該電機的NVH性能，其聲品質有大幅提高，對工程實際有一定指導意義.
作者：鐘文彬，黃森，張軍輝
作者單位：(菲亞特克萊斯勒亞動力科技研發(上海)有限公司，上海201800)
來源：汽車零部件
展開 電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電
電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩定基準，是優化NVH測試精度與效率的關鍵支撐。本文深解析鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，融入電機噪聲測試平臺、振動測試基準平臺等高頻關鍵詞，為NVH測試方案優化提供技術參考。
電機NVH測試的核心痛點是“信號干擾導致測試失真”。噪聲振動信號本身具有微弱性、高頻性特點，測試過程中，電機運行產生的振動易引發測試基準變形，車間環境噪聲、地面振動、其他設備運行干擾等，也會混入測試信號，導致真實的電機NVH信號被掩蓋。普通測試基座難以這些干擾，而鑄鐵平臺通過科學的結構與工藝設計，從根源上優化測試環境，為準采集NVH信號筑牢基礎。
鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用，主要通過三大核心價值實現，為NVH測試優化提供關鍵支撐。其一，高剛性結構保障測試基準穩定。平臺主體選用HT250強度灰鑄鐵或QT600球墨鑄鐵，經高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+十字交叉加密筋板”設計，筋板厚度≥25mm，臺面厚度≥100mm，在電機振動載荷作用下，臺面撓度≤0.01mm/m，無塑性變形。穩定的基準面可避免電機安裝位置偏移，確保振動傳感器采集的信號真實反映電機本身振動特性，減少基準變形導致的測試誤差。
其二，優異阻尼特性抑振動干擾。
展開 電機振動噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機E-NVH仿真分析（單一工況點噪聲）
目前，新能源汽車電機的噪聲問題變得越來越突出，電機的電磁振動噪聲是設計人員研究的熱點問題，而電磁振動噪聲的激勵源電磁力波至關重要。本文基于Motor-CAD對永磁同步電機進行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機的E-NVH分析提供理論依據，并為永磁同步電機的E-NVH提供優化途徑。
Motor-CAD是全球領先的新能源汽車電機選型分析及設計軟件，用于新能源汽車電機的選型匹配，優化設計，競品分析，拆解分析等。開發至今，已被全球主要的整車生產企業、電機生產商、科研機構及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設計階段高效地對電機進行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續的降噪方案提供思路。下圖所示電機的Motor-CAD模型圖，內置式永磁同步電機，具體的結構參數設置在此不再贅述。
展開 聲學設計仿真服務
車輛在行駛過程中存在多種振動噪聲源，例如動力總成系統振動、氣動噪聲、路噪/胎噪等，噪聲源通過車身傳遞易引發方向盤抖振、后視鏡/座椅振動、座艙內部噪聲，較大影響終端用戶的視覺、觸覺、聽覺體驗。隨著噪聲環保法規、振動和噪聲標準、終端用戶聲學舒適性等要求的不斷提高，聲學設計仿真的重要性逐步凸顯。如何開展車輛部件級、子系統、整車的聲學設計，消除異常振動和異響，提升聲品質，進而實現個性化、品牌化聲學設計，是產品研制需要重點關注的問題。
北京經緯恒潤科技股份有限公司專注于車輛聲學設計仿真技術，圍繞車輛可能的噪聲源，開展環境噪聲模擬、車輛動力傳動系統噪聲模擬、座艙內飾聲學仿真等，獲得產品設計的聲學性能，提前識別設計缺陷并進行設計優化，減少物理樣機的迭代成本，提高設計的效率和品質。同時，結合振動/噪聲測試，獲得實際產品的聲場分布和噪聲源定位，與模擬仿真結合，提出結構聲品質改進的建議。
汽車座艙內飾降噪優化設計
建立汽車內飾件彈性多孔材料模型，開展車身結構與車內聲腔模態的耦合分析，研究形成胎噪的結構聲和空氣聲傳遞路徑，最終指導內飾材料和聲學包布置優化設計。
超聲波雷達電-力-聲耦合仿真
建立超聲波雷達內部結構電力耦合、聲振耦合的多場耦合模型，詳細分析超聲波發射與接收過程的多物理場影響因素，對超聲波雷達設計提供指導，同時能夠對超聲波在雷達內部多次反射造成的異常響應工況進行故障定位。
新能源電驅動系統噪聲仿真模擬
針對新能源汽車中變頻電機的電流諧波和電磁諧波引發的高頻噪聲，對電機輻射噪聲、變速箱傳動輻射噪聲進行仿真、評估及優化，為新能源電驅動系統聲品質的提高提供依據。
展開 
噪聲基礎及電機噪聲的測量
電機噪聲的測量與計算
聲功率級無法直接測量，聲強級的測量精度較差，電機噪聲的測量通常用聲壓級。
聲音有反射和折射，測量時要避免聲音疊加；同時要防止結構聲的輻射和傳遞：這就是對消聲室和電機放置面的要求。
消聲室的測試條件近似自由場，電機一般應水平放置。需要注意的是，因為地面較大且無結構聲，所以認為所有的聲功率都通過空氣傳播，即測試面面積只計算地面以上部分。
GB/T10069.1標定測試點的數量為：H90及以下電機測前后左右四個點；H100~225電機測前后左右以及正上方共5個點；H225以上電機也是測前后左右上5個點，只是電機較大，相鄰兩點之間的測量數值之差可能大于5dB，這時就要增加測點，直到小于5dB為止。
測得的各點數值要取平均值，作為電機的聲壓級噪聲。簡單的做法是各點數據直接相加除以點數，但是如前文所述，這么做是不太科學的，如同3dB+2dB≠5dB。
嚴謹的做法是參照聲音的疊加，把各點的聲壓級數值換算成與基準功率的比較，再相加，取平均值，最后取對數，得到電機的聲壓級：
公式八
得到電機的聲壓級數值后，要把它換算成聲功率級。原理如前節所述，現根據GB/T10069.1說明具體測試和換算方法：
H90及以下電機，把電機看成一個重心與地面相交的點，測試半徑0.4m，按半球計算測試面面積，參考公式七得電機的聲功率級
Lw=Lp+10lg(2πr^2)=Lp+10lg(2π*0.4^2)=Lp+10lg1=Lp
即電機的聲功率級等于聲壓級。
展開 2014年3月4日（上海）LMS電機聲學及NVH仿真專題技術交流會
日程安排：
08:30-09:00 簽到
09:00-09:15 致歡迎詞
09:15-10:30 電機聲輻射仿真
10:30-11:00 休息
11:00-12:00 應用案例：電機集成到整車過程中的NVH特性分析
12:00-13:00 午餐
13:00-14:00 Demo：電機噪聲輻射的分析與計算
14:00-15:00 應用案例：為行人安全添加噪聲，與整車外場噪聲仿真
15:00-15:20 答疑
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前10名在線注冊報名的參會人將得到LMS精美紀念品一份（會議現場領取）
展開 變壓器鐵芯輻射噪聲分析
變壓器或電機的振動噪聲涉及電磁力的作用，通過以往的常規方法較難求解，這里通過電磁軟件和聲學軟件Actran進行了求解，在電機行業有重要指導意義。
縫紉機頭輻射噪聲分析
做了一個簡化的縫紉機機頭的噪聲分析，傳上來大家一起看一下。
都是用的殼單元，剛制材料
結構網格
標準點聲壓
